Entendiendo Mezclas, Disoluciones y Técnicas de Separación

Mezclas y Disoluciones: Fundamentos y Técnicas de Separación

Las mezclas son combinaciones de varias sustancias puras que no interaccionan químicamente entre ellas. La proporción en que se encuentran las diferentes sustancias puede ser muy diversa, pero cada una de ellas conserva su composición y propiedades.

Tipos de Mezclas

• Mezclas Homogéneas: Los diferentes compuestos se encuentran uniformemente diseminados. Cualquier porción de la mezcla tiene la misma composición química e idénticas propiedades. En este caso, se dice que la mezcla tiene una sola fase.
• Mezclas Heterogéneas: Los diferentes componentes de la mezcla no están uniformemente diseminados. Se puede distinguir a simple vista o con instrumentos ópticos de escaso aumento más de una fase. Cada fase de la mezcla tiene diferente composición y propiedades.

Disoluciones

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El componente mayoritario se llama disolvente, y el minoritario, soluto. Aunque el disolvente y el soluto pueden tener cualquier estado físico, la solución obtenida siempre presenta el estado físico del disolvente. Según este estado, las soluciones se pueden clasificar en gaseosas, líquidas y sólidas.

Tipos de Disoluciones (Soluto / Disolvente)

• Sólido: aleaciones, amalgama de Hg en Au, hidrógeno en paladio.
• Líquido: azúcar en agua, etanol en agua, oxígeno en agua.
• Gas: yodo sublimado en aire, vapor de agua en aire, aire.

Solubilidad

La solubilidad de un soluto en un disolvente se define como la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una cantidad dada de disolvente a una determinada temperatura. La solubilidad depende de las características del par soluto-disolvente y de la temperatura.

Por norma general, en el caso de una disolución de un sólido en un líquido, cuanto mayor es la temperatura, más alta es la solubilidad. La representación de la solubilidad de una sustancia en función de la temperatura se llama curva de solubilidad. La curva indica el máximo de sustancia disuelta en cada temperatura.

En el caso de gases disueltos en líquidos, la solubilidad depende de la presión que ejerce el gas sobre el líquido y de la temperatura. La solubilidad de un gas en un líquido disminuye al aumentar la temperatura.

Tipos de Disoluciones según su Concentración

• Diluida: si contiene poca proporción de soluto.
• Concentrada: si contiene mucha proporción de soluto.
• Saturada: si el disolvente no admite más cantidad de soluto a una temperatura determinada.
• No saturada: si todavía admite más cantidad de soluto disuelto.
• Sobresaturada: si contiene más soluto disuelto del correspondiente a la saturación. En este caso, es muy inestable.

Separación de los Componentes de una Mezcla

Cuando se tiene que estudiar una sustancia, es necesario que esté en estado de pureza. Por lo tanto, la separación de los componentes de una mezcla es una tarea habitual en los laboratorios y también en las industrias químicas. Para separar los componentes de una mezcla, se debe tener presente que cada componente tiene unas propiedades que lo diferencian del resto. Aprovechando estas diferencias, se puede idear un procedimiento de separación que, en función de la complejidad de la mezcla, constará de un número de pasos más o menos grande. Distinguiremos entre la separación de componentes en mezclas homogéneas y en mezclas heterogéneas.

Métodos de Separación

• Mezclas Heterogéneas: filtración, decantación, sedimentación, centrifugación.
• Mezclas Homogéneas: evaporación, destilación, extracción líquido-líquido, extracción sólido-líquido, cristalización, cromatografía.

Ejemplos de Separación

Ejemplos de procesos de separación:

• Arena y vidrio
• Vidrio y agua: decantación
• Arena y azúcar
• Azúcar disuelto en agua: evaporación
• Sal
• Azufre y etanol
• Arena y yodo en etanol: evaporación
• Yodo, etanol, arena y agua
• Sal en agua: evaporación
• Limaduras de hierro y arena
• Acetona: filtración
• Arena e imán: Fe
• Agua y acetona: destilación
• Sal y arena
• Arena: filtración
• Sal y alcohol
• Alcohol: destilación
• Agua: evaporación
• Sal, agua y Fe
• Gasolina: filtración
• Sal y gasolina: extracción
• Hierro, sal y agua
• Cenizas y agua: evaporación
• Carbón y agua